采矿工程的采矿技术与施工安全管理

2021-11-30朱春来闵国清马晓平

中国金属通报 2021年16期

朱春来，闵国清，马晓平

（招金矿业股份有限公司，山东招远 265400）

合理的技术运用，是矿产资源开采效果的主要因素；先进的安全管理水平，是采矿工程顺利进行的重要保障。采矿工程是在相对复杂、恶劣的环境下进行的，受地质、环境、气候的因素影响很大，工作过程面临很多的风险，只有采取正确、先进的技术，才能提高开采效率和质量；只有建立完善、先进的管理体系，并落地实施，才能有效的规避风险。对于现代化采矿企业而言，只有不断的提高、完善施工技术，强化安全管理水平，才有持续发展的可能。目前一些采矿企业的技术运用、管理方法、运行模式依然没有摆脱传统的束缚，没有太大的提升和变化，必须要进行深入研究和大胆的改革创新，在技术上有所突破，在科技上有所投入，在安全管理上狠下功夫，只有这样，才能符合新时代现代化企业的发展要求。

1 采矿技术运用和施工安全管理的现状简述

伴随矿产资源需求的逐渐增加，现代矿产资源开采的规模和频率在不断的提升，近些年也建设了很多的大中型矿产企业。采矿工程是一个特殊的行业，施工环境复杂，技术要求高，具有一定的危险性，尽管近年来国内的采矿技术较以前有了很大的进步，管理水平也提高了很多，很多高科技的先进装备、技术、管理系统都应用了进来，国家行政监督也进一步强化，但从众多采矿企业的工作表现中可以看出，安全事故依然还是时有发生。因为采矿规模的扩大，所以有的事故损失可以是巨大的、灾难性的。要提高技术实用性、针对性，提高采矿安全系数，就一定要熟悉、掌握各项采矿技术的优缺点、适用范围，以及各种不安全的因素因素和潜在风险。首先必须清楚的认识到，地下环境的复杂化，和地质、水文特征、岩层结构的变化，开采技术就不能一层不变，必须有针对性的适用。要借助先进的高科技装备，探测清楚实际情况，以实际情况为依据，科学分析后进行技术、装备选择。但现目前有的施工队伍恰恰就缺乏这种技术适用性、适宜性分析，所有导致施工方法不当，轻则影响开采效率和质量，重的导致安全事故发生。其次还是人的安全意识问题，管理责任问题，管理手段问题。从一线施工人员，到一些管理人员，有的人认为在现代化技术的装备下，安全会有很大的保障，在这种盲目自信下，思想松懈，麻痹大意，自身安全意识和自我保护的观念被淡化。第三就是现代化采矿设备正朝着大型化、自动化、智能化的方向发展，不仅施工能力强，而且科技含量高，这就要求我们的操作人员必须具备专业的技能和过硬的知识，但是依然还有很多设备操作人员技能不够熟练，或者说不能熟练操作机械设备，时常会因为误操作而发生一些意外或事故。还有就是有的采矿企业根本就舍不得技术、装备投入，没有先进技术和先进装备的引入，开采方式依然还很传统，很落后，比如使用气腿式凿岩机，这种设备既沉重，施工效率又低；还有采用人工钻进工艺，人工的劳动强度和危险依然没有得到解放，不仅开采效率低，而且安全风险大。最后，就是先进技术的推广运用，有的企业不重视先进技术的应用，不尝试，就永远也得不到高新技术的支持，不了解先进技术带来的巨大利益，比如光面爆破技术，在某些环境下，它有很好的效果。

2 采矿技术分析

经过多年的实践探索和发展，现代采矿工程中出现了很多新的技术。具体应用中，我们要结合施工环境、地质结构、水文地质等实际情况，有选择性的采取相关技术方案，再确保安全的同时，获得高效的开采。

2.1 填充开采技术

在采矿过程中，填充开采技术被广泛的运用采空区域的填充工程中。从我国的地质构造结构分析来看，地质结构特征具有复杂性、多样性，是矿区地质结构的显著特征，也正是居于这种结构特点，限制了一些采矿技术的实地运用。填充法的合理利用，可以有效解决这一难题。比如，在存有矿脉的山体中进行开采，地质条件就存在倾斜度高、厚度小的显著特征，开采难度非常大，危险系数高，但可以采用填充法，在开采过程中采用削壁填充方式来对开采作业面进行有效的及时处理，通过这个方式减小作业面承受的压力，及保障了开采过程的安全，又对环境进行了及时的生态修复。还有一种常用的填充法就是上向分层尾砂充填法。

2.2 露天开采技术

在众多采矿技术中，露天开采技术是最简单、最基础的一种，施工流程简单，因此也是运用最广泛、最好推广的一种适用性技术。露天开采技术最主要的两种开采工艺就是水力开采和机械开采两种，借助水力或机械的力量，把所需要的矿物质从地表矿床当中分离出来，再进行深入的处理，得到需要的原料。一般情况下，矿产资源还是存在地表浅显的地方居多，面对这种情况，机械设备就能方便的开展大型的规模化作业，按照自上而下的流程进行矿产开采，生产效率极高。露天开采技术的整个流程，可以归纳总结为六个部分：①施工前准备，包括地质勘察，人员、装备准备，技术培训，安全防护等等；②矿床疏干工作；③基础性工程；④矿产分离；⑤处理、运输；⑥地表生态修复。

2.3 深矿井开采技术

深井开采技术，主要是针对一定深度以上的地下矿产资源开发。深井内地压、地温较高。而且在深部开采中，施工环境温度会随着开采深度的增加越来越高，对人的健康造成严重威胁，甚至是超出人体承受范围，威胁到人生安全。因此，在深井开采中对施工技术要求极高，一定要合理利用高科技装备和施工技术，并且要做好降温措施，一切工作都要在保证人员安全的情况下进行。

2.4 崩落采矿法

这中方法主要在回采中使用，主要目的是控制好周围岩石的崩落和影响，为采矿提供保障。这种方法在金矿的井下开采中非常实用，应用得也很广泛。一般情况下，分成下面几种情况：①分层崩落，分层处理，由上到下依次开采；②无底柱分段崩落，对岩体分段处理，采用无轨或有轨方式进行运输；③有底柱分段崩落，在分段矿体中，提前设定好底部，从高到低进行，根据实际落矿情况，可分为垂直和水平深孔落矿的两类情况。

2.5 缓倾斜层开采技术

对于缓倾斜层这种十分特殊的地质结构，就需要根据实际情况，采取缓倾斜开采技术来应对。从目前的矿层分布情况来看，缓倾斜层地质结构类型矿层分布还是比较广泛的，使用这项技术也是比较适宜的，但作业难度也较大。缓倾斜矿层的开采，按照层厚的不同来划分标准，可分为薄层和厚层开采两种形式。薄层开采流程相对简单，小体积，大功率的刨矿机使用居多，不仅开采速度高、安全性高，而且能防止损伤矿产。对于厚层开采来说，主要采用一次性开采技术，有利于保证矿层支架的结构整体及稳定性，特别是顶层梁柱接缝处，可有效防治发生开裂、形变等。

3 提升采矿工程施工安全管理水平的有效举措

3.1 采矿之前的应急准备和响应机制建设

在进行实地采矿工程之前，我们首先要做的是做好施工前的准备工作和安全预防工作，只有这样才能有效降低采矿活动的危险性。什么是预防，如何做好预防？什么是应急准备和响应？所谓预防就是要对将来有可能发生的一些危险进行提前预见，并提前采取一些措施来防治危险发生，或者是尽最大可能的降低风险的伤害程度及损失，并能在事故发生后能够以最快的反应速度和高效的处理方法进行应对。对于采矿工程而言，由于施工环境的特殊性和高危险性，就更应该提前做好预防准备和响应机制建设。首先在开采活动进行之前，一点要做好施工环境的实地勘察，对地质结构、水文、矿产资源分布，周边环境等进行一次详细的勘察，并对施工方案进行仔细论证分析，确保技术运用的可行性。然后对施工过程中可能出现的危害、风险发生的可能性和危害程度进行评估，并提前采取响应的保护措施。第三要对施工人员进行针对性的技术培训。第四，要建立完善的施工流程和安全操作规程，已经相关的安全、质量管理制度。第五要设立安全质量管理机构和责任负责人，确定安全责任和义务。只有在确保施工技术方案可行，所有保护设备、装备到位，施工人员掌握技术要领，对环境有充分的认知的情况下，才能进行采矿工作。

3.2 强化安全管理责任，提升管理能力，加大管理力度

责任的落实首先要求先形成安全意识，这是提高采矿工程安全性管理的必要基础，也是最关键的一项工作。所以首选就是安全教育培训和考核，下到一线施工人员，上到每一位管理人员，都必须从意识形态上树立安全第一的高度责任感，尤为是管理人员，更要把抓安全当成首要任务来抓。要定期展开危险和环境因素识别，进行评价，针对重要危险因素开展实战演习训练，要让每一位员工明确在危险面前的自救、他救方法；要组织大家对行业事故案例进行原因分析，做好深刻的自查自纠和自我反省。作为管理人员，更应该提升对风险以及事故的防控能力，要有高度的责任感，时刻保持安全警惕性。单位除了常规培训以外，还要组织定期考核，实现考核发证，持证上岗原则。健全安全管理办法和相关制度建设，要求所有人员必须认真学习，牢记安全责任，时刻警钟长鸣。采矿过程面对复杂的多变的环境因素，高风险，高伤害，所以必须在严格的管理制度和安全技术规范的约束和指导下进行，要结合实际情况，有选择的应用相关技术，有针对性制定生产流程和安全操作规程，决不能千篇一律，更不能生搬硬套，不同的地质结构，不同的矿产分布，要有不同的管理方案，只有依据矿区实际情况建立的制度，才能发挥制度约束、制度指导和制度管理的最大价值。要落实安全责任部门，安全管理责任人，安全员，要制定安全管理方针，制定具体的安全管理目标，并逐级分解。安全责任要落实到每一个员工的身上，每一个岗位都要监督到位。开采过程中要做好采矿现场的安全监测工作，加强施工现场巡视，一旦发现问题，必须立刻解决，严肃对待，及时进行整改，并追究过失责任人和管理人员的相应责任，一定要把隐患扼杀在摇篮里。

3.3 提升安全管理的科技水平，构建井下安全信息反应系统

采矿工作环境恶劣，不仅对专业技能和专业素养要高的要求，同样也需要高科技装备的技术支持，只有这样，采矿过程的安全性才会有更大的保障。目前大部分的矿业企业普遍都缺乏对信息化建设的重视，在硬件、软件和人才的投入上都不够，管理模式落后，效率不高，很大程度上制约了安全管理的发展。井下安全信息反映系统，可以实时监测井下环境的各参数指标，如地表沉陷、地面形变等问题，系统就能够及时发出异常信号。快递的信息反应是现代化的采矿作业最大的安全保障，必须要重视科技的力量，加大科技投入的力度和速度。